CN102938797A - 一种移动终端的电流检测控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动终端的电流检测控制装置，包括电池连接器、电流放大模块、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关控制模块和报警模块。电池连接器的正极通过第一电阻连接电流放大模块的第1端、通过第三电阻连接开关控制模块的第1端；电流放大模块的第3、4端分别连接比较器的正、负输入端；比较器的输出端连接开关控制模块的第2端；开关控制模块的第1端通过第二电阻连接电流放大模块的第2端，其第3端连接移动终端的供电端。本发明通过电流放大模块实时检测电源线上电流大小，出现异常电流时第三电阻上压降增大至超过比较器的失调电压范围，比较器输出高电平使开关控制模块关闭，电池停止供电，达到保护移动终端的目的。

Description

一种移动终端的电流检测控制装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种移动终端的电流检测控制装置。 

背景技术

由于手机的功能拓展较快且性能强大，使用各种功能时手机的操作电流就会增大。一般手机在正常使用时的电流在200mA左右，由于手机在开机时会自动搜索GSM或WCDMA网络，此时的瞬间电流能达到2A以上。例如，一个四英寸屏幕的手机，其正常使用时电流为500～600mA。这种大电流消耗型手机在使用过程中，特别是在操作手机的各种功能时，会出现瞬间的超过2A以上的大电流，但这种情况出现的时间非常短，该时间通常在毫秒级，对手机元器件和芯片的损坏几率很小。而手机在上电时，检测到电源线上的电流通常达到1A左右，在手机使用过程中也会突然出现1A左右的电流。若该电流的持续时间在us级（时间的单位）及其以下时，其瞬间消失，手机不会出现问题；若其持续时间在us级以上，s级以下则会损坏手机。这种突然出现的1A左右、且持续时间比较长（持续时间的单位在us级以上）的电流称为异常电流。由于这个持续时间的不可控性，如不能及时处理异常电流，其可能会击穿手机芯片中的一些管子造成芯片的损坏，或直接烧坏手机卡，出现使用异常的情况，影响手机的使用效果。 

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种移动终端的电流检测控制装置，能在手机使用过程中实时检测电源线上的电流大小，出现异常电流时阻断电源，以解决异常电流对手机芯片和其他外围电路造成的破坏。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种移动终端的电流检测控制装置，其包括电池连接器、电流放大模块、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关控制模块和报警模块；所述电池连接器的正极通过第一电阻连接电流放大模块的第1端、还通过第三电阻连接开关控制模块的第1端，电池连接器的负极接地；所述电流放大模块的第3端连接比较器的正输入端，电流放大模块的第4端连接比较器的负输入端；所述比较器的输出端连接开关控制模块的第2端、报警模块的第1端和报警模块的第2端；所述开关控制模块的第1端通过第二电阻连接电流放大模块的第2端，开关控制模块的第3端连接移动终端的供电端；所述报警模块的第3端接地。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其还包括稳压二极管，所述稳压二极管的负极连接比较器的正输入端和电流放大模块的第3端，稳压二极管的正极接地。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其还包括电容、所述电容的一端连接电池连接器的正极，电容的另一端接地。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其中，所述开关控制模块包括场效应管，所述场效应管的源极连接第三电阻的一端、还通过第二电阻连接电流放大模块的第2端，场效应管的栅极连接报警模块的第1端、报警模块的第2端和比较器的输出端，场效应管的漏极连接移动终端的供电端。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其中，所述报警模块包括三极管和LED灯，所述三极管的基极连接比较器的输出端、LED灯的正极和场效应管的栅极，三极管的集电极连接LED灯的负极，三极管的发射极接地。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其中，所述报警模块还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端连接三极管的基极，第四电阻的另一端连接比较器的输出端、第五电阻的一端和场效应管的栅极，所述第五电阻的另一端连接LED灯的正极。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接场效应管的栅极，第六电阻的另一端连接第五电阻的一端和比较器的输出端。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其中，所述场效应管为PMOS管。

所述的移动终端的电流检测控制装置，其中， 所述三极管为NPN三极管。 

相较于现有技术，本发明提供的移动终端的电流检测控制装置，通过电流放大模块实时检测电源线上的电流大小，当出现异常电流时，第三电阻上压降增大至超过比较器的失调电压范围，使比较器输出高电平导致开关控制模块关闭，电池停止对移动终端供电，从而防止异常电流损坏移动终端的内部器件，达到保护移动终端的目的。 

附图说明

图1为本发明移动终端的电流检测控制装置较佳实施例的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供一种移动终端的电流检测控制装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的移动终端的电流检测控制装置中，电池提供的电压经过电源线给移动终端的外围电路和芯片供电。移动终端在使用中电源线上的电流出现异常时，切断电池与移动终端的供电端之间的连接，停止对移动终端的芯片和外围电路供电；在电源线上的电流恢复正常时自动连接电池与移动终端的供电端，恢复供电。所述移动终端包括手机、平板电脑等便携移动设备。如图1所示，该电流检测控制装置包括电池连接器VBAT_P1、电流放大模块Ai、比较器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、开关控制模块101和报警模块102。所述电池连接器VBAT_P1的正极P+通过第一电阻连接电流放大模块Ai 的第1端、还通过第三电阻R3连接开关控制模块101的第1端，电池连接器VBAT_P1的负极P-接地；所述电流放大模块Ai的第3端连接比较器U1的正输入端，电流放大模块Ai的第4端连接比较器U1的负输入端；所述比较器U1的输出端OUT连接开关控制模块101的第2端、报警模块102的第1端以及报警模块102的第2端；所述开关控制模块101的第1端通过第二电阻R2连接电流放大模块Ai的第2端，开关控制模块101的第3端连接移动终端的供电端power；所述报警模块102的第3端接地。

其中，所述比较器U1优选为电压比较器，其工作电压范围是2.1V~5.5V，失调电压范围是1mV~10mV。在本实施例中，将从比较器U1的正输入端的电压作为参考电压。当比较器U1的负输入端的电压大于正输入端的电压，即参考电压时，比较器U1的输出端OUT输出一小于0.3V的低电平；当比较器U1的负输入端的电压小于参考电压时，比较器U1的输出端OUT输出一大于2.4V的高电平。如果比较器U1的参考电压不稳定，会使比较器U1误判断而不能输出正确的结果，也就不能准确地调控异常电流对移动终端的影响。因此，进一步地所述电流检测控制装置还包括一稳压二极管D1，其对比较器U1的参考电压起到稳压作用，该稳压二极管D1的负极连接比较器U1的正输入端和电流放大模块Ai的第3端，稳压二极管D1的正极接地。

所述第三电阻R3也叫感应电阻，用于将电源线上的电流信号转变为电压信号。在本实施例中，对第三电阻R3的阻值有一定的要求：1是该阻值能满足第三电阻R3上的压降在比较器U1的失调电压范围内，2是由于该第三电阻R3设置在电池连接器VBAT_P1的正极P+和移动终端的供电端power之间，其耗电必须要小才不会影响电池对移动终端的正常供电。经过理论计算和实验测试后，将第三电阻R3的阻值设置为35mΩ。

由于所述的第三电阻R3的阻值很小，即使移动终端出现1A以上的大电流，其能转变的电压信号也很小，其电压值只有35mV，虽然理想状态下该电压值已经超过比较器U1的失调电压范围，但是由于传输线上的损耗，比较器U1的两个输入端的实际的比较结果会小于35mV，比较器U1很难根据这个电压信号作出输出判断，可能导致比较器U1的输出结果不准确。因此，本发明采用了一电流放大模块Ai来放大电源线上的电流，在本实施例中优选为电流放大器，其工作电压范围在3V至36V之间，而电池的工作电压范围在3V至4.2V之间，因此，在移动终端正常工作时，该电流放大模块Ai不仅可以持续、实时地检测电源线上的电流大小，还能将1A的异常电流放大到3A，使第三电阻R3上的压降能达到105mV，远大于比较器U1的失调电压范围。这样尽管有线损，也不会影响比较器U1的输出结果误判断。所述电流放大模块Ai的第1端为第一输入端，其第2端为第二输入端，与第一输入端相对应的第一输出端是电流放大模块Ai的第3端，与第二输入端相对应的第二输出端是电流放大模块Ai的第4端。

在本实施例中，可以将第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、电流放大模块Ai和比较器U1的组合作为一电流检测模块，用于检测电源线上的电流大小、判断出现异常电流和电流恢复正常时输出不同的控制信号来控制开关控制模块101的开断，实现对移动终端供电、保护的功能。应当理解的是，也可以采用其他类型的电路模块，只要能实现上述的功能即可。

为了避免电池连接器VBAT_P1的正极P+输出的电压源信号上的噪声、毛刺影响电流放大模块Ai的检测结果，进一步地所述电流检测控制装置还包括一电容C，起到平滑滤波去噪的作用。所述电容C的一端连接电池连接器VBAT_P1的正极P +，电容C的另一端接地。

所述开关控制模块101包括一场效应管Q1，所述场效应管Q1为PMOS管，其源极连接第三电阻R3的一端、还通过第二电阻R2连接电流放大模块Ai的第2端，场效应管Q 1的栅极连接报警模块102的第1端、报警模块102的第2端和比较器U1的输出端，场效应管Q1的漏极连接移动终端的供电端power。所述场效应管Q1的源极、栅极、漏极分别对应开关控制模块101的第1端、第2端、第3端 。开关控制模块101还包括第三二极管D3，用于防止电流倒流，保护场效应管Q1。该第三二极管D3的正极、负极分别连接场效应管Q1的漏极、源极。当比较器U1输出低电平时，PMOS管导通，电池电压能正常给移动终端供电；当比较器U1输出高电平时，PMOS管截止，电池电压不能给移动终端供电，就能阻止异常电流对移动终端的破坏。本发明的开关控制模块101根据PMOS管的导通、截止来控制电池是否对移动终端进行供电，在具体实施时也可以采用其他类型的开关形式，只要能实现有异常电流时切断电池与移动终端的供电端power的连接，电流恢复正常时连接电池与移动终端的供电端power 的功能即可。

所述报警模块102包括三极管Q2和LED灯D2，所述三极管Q2为NPN三极管。该三极管Q2的基极连接比较器U1的输出端OUT、LED灯D2的正极和场效应管Q2的栅极，三极管Q2的集电极连接LED灯D2的负极，三极管Q2的发射极接地。为了保护三极管Q2和LED灯D2，防止其被大电流烧损，所述报警模块102还包括有保护作用的第四电阻R4和第五电阻R5，所述第四电阻R4的一端连接三极管Q2的基极，第四电阻R4的另一端连接比较器U1的输出端OUT、第五电阻R5的一端和场效应管Q1的栅极，所述第五电阻R5的另一端连接LED灯D2的正极。所述报警模块102的第1端、第2端、第3端分别对应三极管Q2的基极、LED灯D2的正极、三极管Q2的发射极。当比较器U1输出低电平时，NPN三极管截止，LED灯D2不亮；当比较器U1输出高电平时，NPN三极管导通，LED灯D2点亮。本发明采用有异常电流时LED灯亮，异常电流消失时LED灯灭来起到报警作用，在具体实施时也可以采用声音报警，或移动终端的屏幕上的图标显示报警，本发明对此不作限定。

所述电流检测控制装置还包括第六电阻R6，所述第六电阻R6的一端连接场效应管Q1的栅极，第六电阻R6的另一端连接第五电阻R5的一端和比较器U1的输出端OUT。

请继续参阅图1，下面以移动终端为手机为例，其在使用过程中电流变化的情况具体说明本发明的实施方式。

1、电流正常：手机在使用过程中且电流正常的情况下，由于手机在正常使用时电流一般在200mA~300mA之间，第三电阻R3上的理想压降也就在7mV~10.5mV之间，经过传输线上的损耗，第三电阻R3上的实际压降很小，稳定在比较器U1的失调电压范围内。则第二电阻R2上的压降大于第一电阻R1上的压降，也就是通过第二电阻R2进入电流放大模块Ai的电压大于通过第一R1进入电流放大模块Ai的电压，则比较器U1的负输入端的电压大于其正输入端的电压，比较器U1输出低电平，使场效应管Q1导通，三极管Q2截止，此时电池对手机的IC和其他外围电路供电，LED灯D2保持灯灭的状态。

2、电流异常：当电流突然增大至1A左右，且延迟的时间较长时，电流放大模块Ai检测到电源线上的1A电流并将其放大至3A，则第三电阻R3上的压降就突然增大至105mV，远超过比较器U1的失调电压的范围，则比较器U1的正、负输入端的压降变化也很大，也会超过比较器U1的失调电压范围，则比较器U1的负输入端的电压小于其正输入端的电压，比较器U1输出高电平，使场效应管Q1截止，三极管Q2导通，此时电池与手机的供电端power之间的连接被切断，电池停止对手机的IC和其他外围电路供电，同时LED灯D2被点亮，手机开始报警。

3、电流恢复正常：当1A的电流减小至恢复正常情况下的电流值时，其工作原理与1中相同，比较器U1输出低电平使场效应管Q1导通，三极管Q2截止，则电池恢复与手机的供电端power的连接，开始对手机的IC和其他外围电路供电，同时LED灯D2被灭掉，手机停止报警。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，包括电池连接器、电流放大模块、比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、开关控制模块和报警模块；所述电池连接器的正极通过第一电阻连接电流放大模块的第1端、还通过第三电阻连接开关控制模块的第1端，电池连接器的负极接地；所述电流放大模块的第3端连接比较器的正输入端，电流放大模块的第4端连接比较器的负输入端；所述比较器的输出端连接开关控制模块的第2端、报警模块的第1端和报警模块的第2端；所述开关控制模块的第1端通过第二电阻连接电流放大模块的第2端，开关控制模块的第3端连接移动终端的供电端；所述报警模块的第3端接地。

2.根据权利要求1所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，还包括稳压二极管，所述稳压二极管的负极连接比较器的正输入端和电流放大模块的第3端，稳压二极管的正极接地。

3.根据权利要求1所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，还包括电容、所述电容的一端连接电池连接器的正极，电容的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，所述开关控制模块包括场效应管，所述场效应管的源极连接第三电阻的一端、还通过第二电阻连接电流放大模块的第2端，场效应管的栅极连接报警模块的第1端、报警模块的第2端和比较器的输出端，场效应管的漏极连接移动终端的供电端。

5.根据权利要求4所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，所述报警模块包括三极管和LED灯，所述三极管的基极连接比较器的输出端、LED灯的正极和场效应管的栅极，三极管的集电极连接LED灯的负极，三极管的发射极接地。

6. 根据权利要求5所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，所述报警模块还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻的一端连接三极管的基极，第四电阻的另一端连接比较器的输出端、第五电阻的一端和场效应管的栅极，所述第五电阻的另一端连接LED灯的正极。

7.根据权利要求6所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，还包括第六电阻，所述第六电阻的一端连接场效应管的栅极，第六电阻的另一端连接第五电阻的一端和比较器的输出端。

8.根据权利要求4所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于，所述场效应管为PMOS管。

9.根据权利要求5所述的移动终端的电流检测控制装置，其特征在于， 所述三极管为NPN三极管。

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